I Sverige är trädbränslen basen för förnyelsebar energi. Råmaterialet som används till pelletstillverkningen så som sågspån brukar ha en fukthalt på 50 procent. Att torka material som ska användas till att göra pellets är dyrt och en stor del av kostnaden kommer från den energi som används till torkningen. Torkning av hygroskopiska ämnen, som till exempel sågspån, kan delas in i tre steg. Det första torksteget karaktäriseras av att fukttransporten från materialet som ska torkas är konstant. I det andra torksteget börjar fukttransporten att minska då det uppstår torra ytor på materialet och i det tredje torksteget är materialets yta torrt och fukttransporten är som lägst och sker genom diffusion. Genom en kombination av en bandtork och en pneumatisk tork kan torkningen effektiviseras då den pneumatiska torken torkar sågspånet i det sista torksteget där bandtorken blir mindre effektiv. I en pneumatisk tork används uppvärmd luft för att torka sågspånet samtidigt som luften transporterar sågspånet genom torken. På Karlstads Universitet finns det en pneumatisk tork i laborationsskala för torkning av sågspån. I detta arbete gjordes en effektbalans över torken där lufttemperaturen var 150 °C. Effekten som gick åt till att torka sågspånet jämfördes med den avgivna effekten från den uppvärmda luften. Tre olika sorters sågspån användes. Dessa var färskt, uppfuktat samt pressat sågspån. Totalt genomfördes 36 stycken torkkörningar. Effektivitetsmåtten SMER och SPC användes för att jämföra hur torkningen av dessa tre sågspån varierade i effektivitet. En modell byggdes även i beräkningsprogrammet Excel som skulle användas för att beräkna utgående fukthalt hos sågspånet för att underlätta att planera framtida körningar i torken. Det beräknade luftflödet till torken var för lågt och ökades med 12 procent. Detta medför att endast en effektuträkning faller bort då effekten för torkning av sågspån skiljer sig mer än 15 procent från luftens avgivna effekt. SMER är som högst då lufthastigheten är 8 m/s och frekvensen på inmatningsskruven på torken är inställd på 13 Hz samt då lufthastigheten är 12 m/s och frekvensen på inmatningsskruven står på 26 Hz. SPC blir lägst vid en lufthastighet på 6 m/s för båda frekvenserna. Med hjälp av korrigeringsekvationer ger modellen en fukthalt ut på sågspånet som stämmer överens med praktiskt uträknade fukthalter med en noggrannhet på 0,8 procentenheter. Modellen fungerar mellan lufthastigheterna 6-14 m/s, då inmatningsskruven står på 13-26 Hz och startfukthalten hos sågspånet in i torken är 20 procent. Vid en startfukthalt på 20-50 procent hos sågspånet in i torken behövs korrigeringsekvationer som finns för lufthastigheterna 8 och 12 m/s samt vid ett materialflöde på 13 och 26 Hz. SMER för det färska sågspånet har tendenser till att vara lägre än för de andra sorterna. Då begränsat med data finns för torkning av pressat samt färskt sågspån behöver fler körningar göras för dessa sågspån. Om samma mönster upprepas kan det vara idé att undersöka energiflödena närmare vid pressning av sågspån för att se om denna process är mer energieffektiv än om sågspånet inte skulle ha förbehandlats. SPC blir lägre med lägre lufthastighet vilket beror på att med högre lufthastighet måste fläkten som skapar luftflödet jobba mer. Högre torkningstemperatur ger lägre SPC då tryckskillnaden över torken samtidigt blir lägre. Modellen fungerar bra och kan användas för att planera körningar som görs vid 150 °C ifall en fortsatt jämförelse vill göras mellan färskt, pressat samt uppfuktat sågspån. / Wood fuels are the foundation for renewable energy in Sweden. The raw material that is used to produce pellets, such as sawdust, usually has a moisture content of 50 percent. Drying material that is used to make pellets is expensive and the energy that is used to dry pellets is a major part of the costs. Drying of hygroscopic substances like sawdust can be divided into three parts. Steady moisture transport from the material that is drying characterizes the first drying part. The second drying part starts when there is a reduced moisture transport due to dry spots occurring on the material and the third drying part is when the moisture transport is at the lowest and transports through diffusion because the surface of the material is dried out. By combining a packed moving bed and a pneumatic dryer the drying can be more efficient because at the last drying part the packed moving bed is less efficient and the pneumatic dryer is used instead. In a pneumatic dryer heated air is used to dry the sawdust at the same time as it transports the sawdust through the dryer. At Karlstads University there is a pneumatic dryer for drying of sawdust for laboratory use. In this thesis an effect balance on the dryer was made when the air temperature was 150 °C. The effect for drying sawdust and the effect that the heated air was emitting to the sawdust was compared. Three different kinds of sawdust were used: fresh, rewetted and pressed sawdust. In total 36 drying tests were made. The performance measurements SMER and SPC were used to compare how the performance changed when drying these three kinds of sawdust. A model to predict the outgoing moisture content of the sawdust was built in the calculation program Excel to simplify future tests of the dryer. The air flow that was calculated for the dryer was too low and was increased with 12 percent. By doing this only one effect balance was needed to be cut out when the effect difference for drying sawdust and the heated air was more than 15 percent. The highest SMER can be found when the air velocity is 8 m/s and the frequency of the feeder on the dryer is 13 Hz, and 12 m/s when the feeder has a frequency of 26 Hz. The lowest SPC can be found when the air velocity is 6 m/s for both frequencies. By using correction equations to the model the outgoing moisture content of the sawdust from practical measurements coincide with the result from the model with 0,8 percent accuracy. The model can be used when the air velocity is between 6-14 m/s, the feeder is at 13-26 Hz and when the initial moisture content of the sawdust being sent into the dryer is 20 percent. When the initial moisture content of the sawdust being sent into the dryer is 20-50 percent, correction equations are needed and available when the air velocity is 8 and 12 m/s, and for a material flow of 13 and 26 Hz. The SMER for fresh sawdust show tendencies of being lower than the SMER for the other two kinds of sawdust. More tests need to be done because of limited data of drying pressed and fresh sawdust. If the same pattern is repeated it may be of interest to study more about the energy flow when pressing sawdust to see if this process is more energy efficient than if the sawdust is not pretreated. The reason SPC is lower with lower air velocity is that the fan needs to work harder when the air flow is rising. SPC drops when the drying temperature is rising because the pressure difference over the fan is lowered. The model works well and can be used to plan tests at 150 °C in case further comparison between fresh, pressed and rewetted sawdust is wanted.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-36336 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Rosberg, Andreas |
| Publisher | Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0043 seconds